JPS61196614A - チヨツパ型比較器 - Google Patents

チヨツパ型比較器

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JPS61196614A
JPS61196614A JP3960085A JP3960085A JPS61196614A JP S61196614 A JPS61196614 A JP S61196614A JP 3960085 A JP3960085 A JP 3960085A JP 3960085 A JP3960085 A JP 3960085A JP S61196614 A JPS61196614 A JP S61196614A
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JP
Japan
Prior art keywords
switch
input
inverter
voltage
capacitor
Prior art date
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Pending
Application number
JP3960085A
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English (en)
Inventor
Hideki Ando
秀樹 安藤
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Priority to NL8503312A priority patent/NL8503312A/nl
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/0038Circuits for comparing several input signals and for indicating the result of this comparison, e.g. equal, different, greater, smaller (comparing pulses or pulse trains according to amplitude)

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manipulation Of Pulses (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明はチョッパ型比較器に関し、特に消費電力が小
さいチョッパ型比較器に関するものである。
[従来の技術] 第2図は従来のチョッパ型比較器の一例の構成を示す接
続図である。初めに、この比較器の構成について説明す
る。図において、チョッパ型比較器は、大きくは入力切
換回路1と、CMOSインバータ2と、このインバータ
の入出力間に並列に接続されるスイッチ3と、入力切換
回路1をCMOSインバータ2に容量結合するコンデン
サ4と、出力端子9から構成される。さらに詳細に説明
すると、入力切換回路1は、一方の導通端子が入力電圧
Vanが入力される入力端子100に接続され、他方の
導通端子がコンデンサ4に接続されるスイッチ5と、一
方の導通端子が基準電圧Vrefが入力される入力端子
200に接続され、他方の導通端子がコンデンサ4に接
続されるスイッチ6とから構成される。スイッチ3.5
.6はそれぞれM OS電界効果トランジスタなどの半
導体素子である。51.52はスイッチ5のグー1一端
子であり、61.62はスイッチ6のゲート端子であり
、31.32はスイッチ3のゲート端子である。
これらのゲート端子にクロック信号φ、φが与えられ、
スイッチ3.5.6はそれぞれこのクロック信号によっ
てその開閉が制御される。このとき、スイッチ5とスイ
ッチ3.6は相補的に開閉する。
CMOSインバータ2はpチャンネルMO8電界効果ト
ランジスタ(以下pMO8FETと略記する)7とnチ
ャンネルMO8電界効果トランジスタ(以下nMO8F
ETと略記する)8から構成される。p MO8FET
2の一方の電極は電圧V。0が与えられる電源端子13
′に接続され、その他方の電極はnMO8FET8の一
方の電極に接続される。n MO8FET8の他方の電
極は接地される。CMOSインバータ2およびスイッチ
3は出力端子9に接続される。
次に、このチョッパ型比較器の動作について説明する。
゛第3図はcvosインバー゛夕2の入出力特性を示す
図である。同図における曲線aはCMOSインバータ2
への入力電圧(横軸)に対する出力電圧(縦軸)の関係
を示している。
まず初めに、クロック信号φ、φにより、基準電圧Vy
af  が入力される入力端子200に接続されたスイ
ッチ6およびCMOSインバータ2の入出力間に並列に
接続されたスイッチ3が閉じ、入力電圧Vanが入力さ
れる入力端子200に接続されたスイッチ5が開く。こ
こで、スイッチ3はこの初期状態においてCMOSイン
バータ2の入出力間のバイアス電圧を安定化するもので
ある。
上記のシャント状態においては、CMOSインバータ2
の入出力電圧は等しくなる。したがって、初期状態にお
けるCMOSインバータ2の入出力間のバイアス電圧は
、第3図における直線aと直線すの交点であるd点(V
l、J  、 V)J  )における入出力電圧となる
。またこのシャント状態で、コンデンサ4は、スイッチ
6を介して入力される基準電圧V vtf  からCM
OSインバータ2の上記のバイアス電圧V &al  
を差し引いた電圧で充電される。
上記の初期状態において、各々のクロック信号φ、φが
反転すると、スイッチ6およびスイッチ3は開き、スイ
ッチ5が閉じ、入力電圧Vanのサンプリング期間に・
入る。このサンプリング期間において、入力電圧vln
が基準電圧VYe干 よりも高いかあるいは低い場合、
コンデンサ4を介するCMOSインバータ2への入力電
圧の変化はそれぞれ正あるいは負になり、CMOSイン
バータ2の出力電圧レベルは、第3図のd点からOある
いはV。0に近づき、一定の確定した論理状態に入る。
従来のチョッパ型比較器は以上のように構成され、特に
高速A/DI換器においては、このようなチョッパ型比
較器を並列に多数使用して入り信号のレベル比較を行な
っている。
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、上述のように構成されたチョッパ型比較
器では、初期状態において、スイッチ3が閉じてCMO
Sインバータ2の入出力間がシャントされているとき、
CMOSインバータ2の入出力電圧は第3図のd点で示
す値になり、この状態でCMOSインバータ2を構成す
るpMO8FET7およびn MO3FET8は双方共
にON状態となる。ここで、第3図における曲線Cは、
CMOSインバータ2への入力電圧(横軸)に対してD
 MO8FET7からn MO8FET8へ流れる貫通
電流(縦軸)を示す曲線である。入出カシヤント状態、
すなわちd点において第3図に示されるように貫通電流
が最大となり、このようなチョッパ型比較器を多数使用
する高速A/D変換器などにおいては、初期状態すなわ
ちシャント期間中における消費電力が非常に大きくなる
という欠点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、初期状態における消費電力の増大を防ぐこと
ができるチョッパ型比較器を提供することを目的とする
[問題点を解決するための手段] この発明に係るチョッパ型比較器は、初期状態において
、第2の電圧源によりコンデンサの充電およびインバー
タのバイアシングを行ない、かつインバータへの電力を
供給しないようにしたものである。
[作用] この発明における初期状態においては、上記コンデンサ
および上記インバータの接続点と、上記第2の電圧源間
に接続される第3のスイッチ手段は上記クロック信号に
より閉じるように制御され、かつ上記インバータは該ク
ロック信号により電力が供給されないように制御される
[実施例] 以下、この発明の実施例を図について説明する。
なお、この実施例の説明において、従来の技術の説明と
重複する部分については適宜その説明を省略する。
第1図は、この発明の実施例であるチョッパ型比較器の
構成を示す接続図である。初めに、この装置の構成につ
いて説明する。図において、このチョッパ型比較器は、
大きくは入力切換回路1と、CMOSクロックドインバ
ータ20と、バイアス供給回路30と、入力切換回路1
をCMOSクロックドインバータ20およびバイアス供
給回路30に容量結合するコンデンサ4と、出力端子9
とから構成される。CMOSクロックドインバータ20
は、スイッチであるl)MO8FET10と、pMO8
FET7と、nMO8FET8と、スイッチであるn 
MO8FET11から構成される。
pMO8FET10の一方の電極は電圧Vooが与えら
れる電源端子13′に接続され、その他方の電極はEI
 MO8FET7に接続される。nM。
5FET11の一方の電極はn MO8FET8に接続
され、その他方の電極は接地される。11M08FET
10およびn MO8FET11のゲート電極にクロッ
ク信号φ、φが与えられる。DMO8FETIOのスイ
ッチとnMO8FET11のスイッチはそれぞれこのク
ロック信号によりその開閉が制御され、これらスイッチ
によりCMOSクロックドインバータ20への電極供給
が制御される。バイアス供給回路30は、第3図のd点
での電圧V 1)atを発生するバイアス電圧11[1
2と、その電位をコンデンサ4およびCMOSクロック
ドインバータ20に伝達するスイッチ13から構成され
る。スイッチ13のゲート端子131.132にクロッ
ク信号φ、φが与えられ、スイッチ13はこのクロック
信号によりその開閉が制御される。スイッチ13はスイ
ッチ5と相補的に開閉する。
次に、この比較器の動作について説明する。まず初めに
、クロック信号φ、φにより、基準電圧■□efが入力
される入力端子200に接続されたスイッチ6およびバ
イアス電圧1i12に接続されたスイッチ13が閉じ、
入力電圧V、。が入力される入力端子100に接続され
たスイッチ5およびCMOSクロックドインバータ20
への電力供給を制御する11 MO8FET10のスイ
ッチ、0MO8FET11のスイッチが関(。ここで、
スイッチ13はコンデンサ4の一端およびCMOSクロ
ックドインバータ20の入力端子を第3図のd点でのV
″1.Allにバイアスするためのものであり、p M
O8FETI Oのスイッチ、n MO8FET11の
スイッチはこの初期状態において第3図のd点上でのC
MOSクロックドインバータ20の貫通電流を遮断する
ためのものである。またこの状態で、コンデンサ4は(
V?、fV bユt)なる電圧で充電される。
上述の初期状態において、各クロック信号φ。
φが反転すると、スイッチ6およびスイッチ13は開き
、スイッチ5.I)MO8FET10のスイッチおよび
n MO8FET11のスイッチが閉じ、入力電圧Va
nのサンプリング期間に入る。ここで、D MO8FE
T10のスイッチ、0MO8FET11のスイッチはこ
のサンプリング期間においてCMOSクロックドインバ
ータ20に電力を供給し通常の反転動作を行なわせるた
めのものである。
上述のサンプリング期間においては、従来のチョッパ型
比較器と同様な動作を行なう。
なお、上記実施例ではチョッパ型比較器を0MO8で構
成したが、スイッチを他のスイッチング素子で構成して
もよいし、またCMOSクロックドインバータもクロッ
ク信号でインバータへの電力供給を制御することができ
れば、他のクロックドインバータでもよい。
[発明の効果] 以上のようにこの発明によれば、初期状態において、第
2の電圧源によりコンデンサの充電およびインバータの
バイアシングを行ない、かつインバータへの電力を供給
しないようにしたので、初期状態での消費電力が少なく
、特にチョッパ型比較器を並列に多数使用するA/D変
換器のような回路においてその消費電力を大幅に減少さ
せることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例であるチョッパ型比較器の構
成を示す接続図である。 第2図は従来のチョッパ型比較器の構成を示す接続図で
ある。 第3図は第2図のCMOSインバータの入出力特性図で
ある。 図において、1は入力切換回路、2はCMOSインバー
タ、20はCMOSクロックドインバータ、3.5.6
.13はスイッチ、4はコンデンサ、7.10はpチャ
ンネルMO8電界効果トランジスタ、8.11はnチャ
ンネルMO8電界効果トランジスタ、9は出力端子、1
2はバイアス電圧源、13′は電源端子、30はバイア
ス供給回路、51,52.61.62,131.132
はゲート端子、100.200は入力端子である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代  理  人     大  岩  増  雄弔3図 cMos4ンパ−y2e+入fy#1fLvn手続補正
書(自発) 昭和  年  月  日 1、事件の表示   特願昭60−39600号2、発
明の名称 チョッパ型比較器 3、補正をする者 4、代、!ヵ   志岐守哉 5、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 6、補正の内容 (1) 明細書第3頁第19行のrpMO8FET2J
をrpMO8FET7Jに訂正する。 (2) 明細書第5頁第2行の「直線a」を「曲線a」
に訂正する。 以上

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)被比較電圧が入力され、クロック信号で制御され
    る第1のスイッチ手段と、 基準電圧が入力され、前記クロック信号で制御される第
    2のスイッチ手段と、 前記第1および第2のスイッチ手段の出力側にその一方
    側が接続されるコンデンサと、 第1の電圧源に接続される半導体素子を含み、前記コン
    デンサの他方側にその入力側が接続され、前記クロック
    信号で制御されるインバータと、前記コンデンサと前記
    インバータの接続点に接続され、前記クロック信号で制
    御される第3のスイッチ手段と、 前記第3のスイッチ手段と接地間に接続される第2の電
    圧源とを備えたチョッパ型比較器。
  2. (2)前記第2の電圧源の電圧値を前記第1の電圧源の
    電圧値の1/2付近に設定する特許請求の範囲第1項記
    載のチョッパ型比較器。
  3. (3)前記第1、第2および第3のスイッチ手段ならび
    に前記インバータはCMOSにより構成される特許請求
    の範囲第1項記載のチョッパ型比較器。
JP3960085A 1985-02-26 1985-02-26 チヨツパ型比較器 Pending JPS61196614A (ja)

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DE19863600826 DE3600826A1 (de) 1985-02-26 1986-01-14 Komparator vom zerhackertyp

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